四层电梯plc控制系统设计开题报告

1一、选题的目的及研究意义可编程控制器从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。PLC作为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用，而利用计算机监控PLC的工作情况及状态或进行调度，便于系统的管理。利用计算机监控PLC的工作情况及状态或进行调度，主要是便于系统的管理,节约成本。采用MCGS组态软件实现PC机和PLC之间的通讯，完成PLC实验系统的监督与控制,应用组态软件在计算机屏幕上全真模拟PLC的控制对象，它能以动画形式演示PLC控制对象的工作过程，设计界面友好的的人机交互窗口，能够实现系统工艺的显示、报表、系统控制及参数设置、形成实时及历史曲线和数据,设计过程灵活多变，可以制作出各种界面用以方便监控，工程人员不用去现场能够及时的从电脑屏幕上了解到系统目前状况，及时了解和处理故障，节约人力，节约时间，总结说来其具有成本低、免维护、形象直观等优点，所以基于MCGS的PLC监控实验系统的开发与设计具有重要的实用意义。二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等过去主要依靠工业控制计算机或者PLC，然而工控机系统的软件功能都靠软件人员编程实现，工作量大，软件通用性差，且易产生错误；PLC（可编程序控制器）在工业现场因其编程方便，抗干扰能力强，获得了广泛的应用。但受到内部硬件电路的限制，在运算速度、数据处理能力等方面和PC机相比，要逊色很多，因此在工业现场对复杂模型进行控制时，可以借助上位机PC来建立生产模型，通过构建监督式控制系统，完成监控，仅用PLC人们不能及时直观地观察到系统运行状况。随着工业控制要求的不断提高，计算机和PLC联合协作是必然的趋势，计算机具有较强的数据处理功能，配备着多种高级语言，若选择适当的操作系统，则可提供优良的软件平台，开发各种应用系统，特别是动态画面显示等。随着工业PC的推出，PC在工业现场运行的可靠性问题也得到了解决，专门用于工业控制的组态软件应运而生，组态软件实现PC机和PLC之间的通信，PLC完成现场的监控，上位机进行直观显示。其广泛应用于工业控制系统，例如煤矿化2工监控系统的应用，在船舶机舱集中监控系统的应用，电梯远程监控系统的设计应用等。三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或设计（实验）方案进行说明本次设计主要以MITSUBISHIPLC为控制器，以实验室已有的PLC实验平台为控制对象，或模拟工业过程，采用MCGS组态软件实现PC机和PLC之间的通讯，完成PLC实验系统的监督与控制。主要研究方案如下：1．分析设计任务，搜集参考文献，根据设计任务要求进行分析与论证，认真完成开题报告。2．通过文献的阅读，熟悉过程控制、计算机控制技术的原理及PLC应用与开发技术，熟练掌握MITSUBISHIPLC的编程软件，熟悉MCGS组态软件的使用方法。3．根据工艺及控制要求，通过MCGS开发应用软件，设计控制界面，利用PLC完成控制系统设计，包括：PLC的硬件设计及软件设计，主要有：PLC机型的选择、输入/输出点数的选择、储器类型及存储容量的选择、开关量输入/输出模块的选择、通讯方式的确定与实现、特殊功能模块的选择、PLC编程方式的选择、PLC环境因素的考虑及控制系统的软件设计。4．利用PLC编程软件进行系统设计、调试、下装及诊断，用MCGS软件作为上位机监控组态软件，设计界面友好的的人机交互窗口，能够实现系统工艺的显示、报表、系统控制及参数设置、形成实时及历史曲线和数据。5．系统调试与安装。6．总结设计过程，完成毕业设计。解决这些问题的主要方法可以采用先仿真后实际应用的方法，这样试验成本低，高效化。通过组态软件与PLC链接与通信，通过组态软件仿真系统，进行PLC程序的修改与完善，逐步达到要求的合格水平，再进行实际试验，这样成功效率高成本低。PLC的通讯方式有两种，串行通信和并口的通讯，并口多用于PLC之间的通讯，PLC与计算机的通信通常是远距离通信，只要少数的数据线，故采用串行通信，串行其有两种通讯方式，一种是PC机作主动者，即主局，PLC为从动者，3即子局。另一种是PLC为主局，而PC机为子局。无论工作在哪种方式，都是可通过RS232、RE422或RS485电缆线来进行信息传递。采用串行通信实现上位机PC和下位机PLC通讯一般可采用两种方法：可以通过Windows或高级语言编程，实现二者通讯；还可借助现在普遍使用的工业控制组态软件。使用前者，编程比较繁琐，需要了解具体的通讯机制，另外还要掌握某种高级语言，并对所编程序花费一定调试时间，而且容易出错，修改难度大，效率底，但是软件的成本得到降低。使用后者组态软件是一个专为工控开发的工具软件。它为用户提供了多种通用工具模块，用户不需要掌握太多的编程语言技术，就能很好的完成一个复杂工程所要求的几乎所有功能。软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。组态环境，用来设计和构造自己的应用系统。运行环境则按照组态环境中构造的组态工程，以用户指定的方式运行，并进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。其优点是编程语言简单，在较短的时间内编制出控制功能复杂的程序，而且调试时间也相对较短。综上，采用串口通信，用组态软件和PLC通信比较合适。四、检索与本课题有关参考文献资料的简要说明[1]潘立登，过程控制[M].北京：机械工业出版社,2008：12-19。[2]陈炳和，计算机控制原理与应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008:18-56。[3]马志溪．电气工程设计[M]．北京:机械工业出版社，2002:10-39．[4]刘增良，刘国亭．电气工程CAD[M]．北京:中国水利水电出版社，2002:40-43．[5]齐占庆，王振臣．电气控制技术[M]．北京:机械工业出版社，2002:30-32．[6]史国生．电气控制与可编程控制器技术[M]．北京:化学工业出版社，2003:31-32．[7]郁汉琪．电气控制与可编程序控制器应用技术[M]．南京:东南大学出版社，2003:50-80．[8]张万忠．可编程控制器应用技术[M]．北京:化学工业出版社，2001:12-34．4[9]王兆义．小型可编程控制器实用技术[M]．北京:机械工业出版社，2002:14-15．[10]三菱微型可编程控制器手册[M]．MITSUBISHISOCIO-TECH，2003:17-18．[11]吴晓君，杨向明．电气控制与可编程控制器应用[M]．北京:中国建材工业出版社，2004:15-18．[12]李道霖．电气控制与PLC原理及应用[M]．北京:电子工业出版社，2004:68-67．[13]岳建锋，高级语言和组态软件对设计PC机与PLC通讯程序的比较[Z].微机算计信息网,2006.1.1[14]张凤珊．电气控制及可编程序控制器．2版[M]．北京:中国轻工业出版社，2003．[15]郭艳萍，电气控制技术和PLC应用[M].北京：人民邮电出版社，2010：50-72。[16]梁伟栋,郭浩;MCGS组态软件设计及其应用[J].广东自动化与信息工程.2005.01:12-30.[17]周永勤,周美兰,颜景斌,王旭东.基于组态技术虚拟被控对象的PLC仿真实验研究[J].哈尔滨理工大学学报.2004(6):8-9.[18]刘一凡,黄伟.建设PLC实验室的探讨[J].肇庆学院学报.2003(05):10-12.[19]MichelGilles.ProgrammabeLogicControllers[M].ArchitectureandApplicationWiley.1990:12-14.[20]G.L.Batten.ProgrammabeControllers:hardware.softwareandApplication[M].NewYork:MCGraw-Hill.1994：37-47.[21]Cheded.Al-Mulla.Controlofafour-levelelevatorsystemusingaprogrammablelogiccontroller[J].InternationalJournalofElectricalEngineeringEducation,2003(2):10-17.五、毕业设计进程安排。52月学习相关基础知识，例如过程控制、计算机控制技术的原理及PLC应用与开发技术，熟练掌握MITSUBISHIPLC的编程软件，熟悉MCGS组态软件的使用方法；3月8日完成开题报告，三月初做好PLC的硬件设计及软件设计，主要有：PLC机型的选择、输入/输出点数的选择、储器类型及存储容量的选择、开关量输入/输出模块的选择、通讯方式的确定与实现、特殊功能模块的选择、PLC编程方式的选择、PLC环境因素的考虑及控制系统的软件设计；3月下旬实现PC机和PLC之间的通讯，完成用MCGS软件作为上位机监控组态软件，设计界面友好的的人机交互窗口，能够实现系统工艺的显示、报表、系统控制及参数设置、形成实时及历史曲线和数据。4月初系统调试与安装；4月下旬总结设计过程，完成毕业设计。